CN205329159U - 一种用于汽轮机叶片激光熔覆的可调节夹具装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种用于汽轮机叶片激光熔覆的可调节夹具装置,其能解决现有叶片夹具装置应用于叶片激光熔覆时不能适应叶片变形控制要求的问题。其包括支架,支架的两端分别安装有叶根定位压紧结构和叶顶顶尖结构,叶顶顶尖结构包括顶尖支架与顶尖,顶尖支架安装于支架的内侧端面,顶尖安装于顶尖支架,其特征在于:在支架上还安装叶片熔覆区型面抱紧结构,叶片熔覆区型面抱紧结构包括型面夹紧支撑板和气缸夹紧组件,型面夹紧支撑板可移动地安装于所述支架上,型面夹紧支撑板上平行开设有至少两条相互平行的沿X向通长延伸的键槽,气缸夹紧组件成对相向设置于键槽内,从而每一对气缸夹紧组件从叶片内弧、背弧侧将叶片熔覆区型面抱紧。

Description

一种用于汽轮机叶片激光熔覆的可调节夹具装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及汽轮机叶片加工的工装夹具领域,具体为一种用于汽轮机叶片激光熔覆的可调节夹具装置。
背景技术
[0002] 末级叶片的工作区为湿蒸汽区,湿度为9%〜14%,末级叶片周速度在300m/s以上,由于汽流中携带有大量的水滴,因而在很高的轮周速度及离心力作用下,容易使叶片顶部进汽边产生水蚀。汽轮机特别是大功率汽轮机末级叶片的水蚀,不仅损害汽轮机的级效率,而且严重危害机组的安全。
[0003]目前采用激光熔覆作为一种较为先进有效的防水蚀强化方法已经应用于末级叶片的批量生产。叶片激光熔覆时叶根齿形尚未加工,叶根51加工为叶根工艺搭子,叶片型面为粗铣状态,并在叶片型面上加工有熔覆槽52,如图9所示。在对叶片进行激光熔覆时需要对叶片进行装夹固定,现有的叶片夹具装置仅以叶根工艺搭子和叶顶中心孔为定位基准进行装夹定位,而在激熔覆会使叶片熔覆区型面产生变形,而现有的叶片夹具装置无法对叶片熔覆区型面进行变形控制,故现有的叶片夹具装置无法适应叶片激光熔覆的要求。为了减少叶片在激光熔覆时的叶片变形,夹具需固定熔覆区型面。
发明内容
[0004]针对上述问题,本实用新型提供了一种用于汽轮机叶片激光熔覆的可调节夹具装置,其能解决现有叶片夹具装置应用于叶片激光熔覆时不能适应叶片变形控制要求的问题。
[0005] 一种用于汽轮机叶片激光熔覆的可调节夹具装置,其包括支架,所述支架的两端分别安装有叶根定位压紧结构和叶顶顶尖结构,所述叶顶顶尖结构包括顶尖支架与顶尖,所述顶尖支架安装于支架的内侧端面,顶尖安装于顶尖支架,其特征在于:在所述支架上还安装叶片熔覆区型面抱紧结构,所述叶片熔覆区型面抱紧结构包括型面夹紧支撑板和气缸夹紧组件,所述型面夹紧支撑板可移动地安装于所述支架上,所述型面夹紧支撑板上平行开设有至少两条相互平行的沿X向通长延伸的键槽,所述气缸夹紧组件成对相向设置于所述键槽内,从而每一对气缸夹紧组件从叶片内弧、背弧侧将叶片熔覆区型面抱紧。
[0006]进一步的,所述支架的底部支撑杆上套装有支撑板滑动块,所述支撑板滑动块与所述型面夹紧支撑板连接。
[0007]进一步的,所述气缸夹紧组件包括气缸固定座、气缸固定支架和夹紧气缸,所述气缸固定座安装于所述键槽内,所述气缸固定支架可转动地安装于所述气缸固定座的上部,所述夹紧气缸的导杆前端安装有自适应调节压头,所述自适应调节压头顶紧叶片型面。
[0008]进一步的,所述气缸固定支架包括气缸固定板,所述气缸固定板的两端对称固装有支耳,所述夹紧气缸由两个所述支耳支撑,所述气缸固定板设有中心销孔,所述中心销孔的两侧对称设置有弧形通槽,所述气缸固定板与所述气缸固定座之间由第一销轴通过所述中心销孔可转动连接,并且所述气缸固定板与所述气缸固定座之间由第一紧定螺栓通过所述弧形槽紧固定位。
[0009]进一步的,所述气缸固定座上自上而下依次设有至少两排安装孔,每一排所述安装孔均为三个,其中每一排所述安装孔中的中央安装孔用于所述气缸固定座与气缸固定板之间由所述第一销轴进行可转动连接,两侧的安装孔用于通过第一紧定螺栓、弧形槽将所述气缸固定座与气缸固定板之间的紧固定位。
[0010]进一步的,所述自适应调节压头包括撑杆和支撑钢球,所述撑杆的前端设有球面凹槽,所述支撑钢球放置于所述球面凹槽内,所述撑杆的后端与所述夹紧气缸的导杆连接固定,所述撑杆前端的外部罩有端盖,所述端盖将所述支撑钢球限位于所述球面凹槽内。[0011 ]进一步的,所述支撑钢球设有压紧平面,所述自适应调节压头在夹紧气缸作用下压紧叶片型面时所述支撑钢球的压紧平面与叶片型面接触。
[0012]进一步的,所述叶根定位压紧结构包括底板和底板连接板,所述底板连接板可移动地安装于所述支架上,所述底板可转动地安装于所述底板连接板上,所述底板中央设有中心孔,所述中心孔的两侧对称开有水平键槽,所述水平键槽内安装有叶根轴向定位块,所述底板的底部固装有叶根轴向定位座,所述叶根轴向定位座上安装有叶根内背向定位块,所述底板的一侧端面上安装有叶根侧面定位。
[0013]进一步的,所述底板连接板的一侧面的上、下端分别设有开口槽,所述开口槽的开口侧由滑动盖板封闭并且所述滑动盖板固装于所述底板连接板上,所述支架的底部支撑杆、顶部支撑杆分别贯穿所述底板连接板的上、下端的开口槽内,并且所述支架的底部支撑杆、顶部支撑杆分别与各自对应的滑动盖板之间通过侧向螺栓顶紧定位块。
[0014]进一步的,所述底板由第二销轴通过所述中心孔与所述底板连接板可转动连接,所述底板上还设置有以所述中心孔为圆心的弧形回转槽,所述底板与底板连接板之间由第二紧定螺栓通过所述弧形回转槽紧固定位。
[0015]本实用新型夹紧装置的有益效果在于:其通过叶片熔覆区型面抱紧结构从叶片型面的内弧侧、背弧侧共同将叶片型面抱紧,从而有效控制叶片熔覆区型面熔覆时的变形;而叶片熔覆区型面抱紧结构能够沿支架进行移动调节从而适应具有不同熔覆区位置的叶片的夹紧要求,通用性强,而且叶片熔覆区型面抱紧结构的气缸夹紧组件能够在型面夹紧支撑板的X向通长延伸的键槽内移动,从而更加保证对叶片不同截面位置处型面的可靠压紧。
附图说明
[0016]图1为本实用新型一种用于汽轮机叶片激光熔覆的可调节夹具装置的主视结构示意图;
[0017]图2为图1的P-P向结构示意图;
[0018]图3为图1的俯视结构不意图;
[0019]图4为本实用新型一种用于汽轮机叶片激光熔覆的可调节夹具装置的立体示意图;
[0020]图5为本实用新型一种用于汽轮机叶片激光熔覆的可调节夹具装置中夹紧气缸安装于气缸固定支架的立体示意图;
[0021]图6为本实用新型一种用于汽轮机叶片激光熔覆的可调节夹具装置中自适应调节压头的结构示意图;
[0022]图7为本实用新型一种用于汽轮机叶片激光熔覆的可调节夹具装置中气缸固定座的结构示意图;
[0023]图8为采用本实用新型一种用于汽轮机叶片激光熔覆的可调节夹具装置装夹叶片的状态不意图;
[0024]图9为待激光熔覆处理的叶片示意图。
[0025]附图标记:10_叶根定位压紧结构;11-底板连接板;110-第二紧定螺栓;111-开口槽;12-底板;121-中心孔;122-水平键槽;123-弧形回转槽;13-叶根轴向定位块;14-叶根轴向定位座;15-叶根内背向定位块;16-叶根侧面定位块;17-滑动盖板;18-侧向螺栓;19-第二销轴;20-叶片熔覆区型面抱紧结构;21-型面夹紧支撑板;211-键槽;22-气缸夹紧组件;221-气缸固定座;222-气缸固定支架;2221-气缸固定板;2222-支耳;2223-中心销孔;2224-弧形通槽;223-夹紧气缸;224-自适应调节压头;2241-撑杆;22411-球面凹槽;2242-端盖;2243-支撑钢球;22431-压紧平面;225-气缸手动阀;23-支撑板滑动块;30-叶顶顶尖结构;31-顶尖支架;32-顶尖;40-支架;41-底部支撑杆;42-顶部支撑杆;50-叶片;51-叶根;52-叶片型面熔覆槽;53-叶片叶根的轴向缺口。
具体实施方式
[0026]见图1〜图8,本实用新型一种用于汽轮机叶片激光熔覆的可调节夹具装置,其包括支架40,支架的两端分别安装有叶根定位压紧结构10、叶顶顶尖结构30,叶顶顶尖结构30包括顶尖支架31与顶尖32,顶尖支架31安装于支架40的内侧端面,顶尖32安装于顶尖支架31,支架40上安装有叶片熔覆区型面抱紧结构20。
[0027]叶片熔覆区型面抱紧结构20包括型面夹紧支撑板21和气缸夹紧组件22,支架40的底部支撑杆41上套装有支撑板滑动块23,能够实现整个叶片熔覆区型面抱紧结构在Z方向上的位置调节,以适应具有不同熔覆槽位置的汽轮机叶片的夹紧要求;支撑板滑动块23与型面夹紧支撑板21连接,从而型面夹紧支撑板31可移动地安装于支架40的底部支撑杆41上,型面夹紧支撑板21上平行开设有至少两条相互平行的沿X向通长延伸的键槽211,本实施例中型面夹紧支撑板21上开设有五条键槽211,气缸夹紧组件22成对并且相向设置于键槽211内,从而每一对气缸夹紧组件从叶片内弧、背弧侧将叶片熔覆区型面抱紧。
[0028] 气缸夹紧组件22包括气缸固定座221、气缸固定支架222和夹紧气缸223,气缸固定座22安装于键槽211内,气缸固定支架22可转动地安装于气缸固定座221的上部,夹紧气缸223的导杆前端安装有自适应调节压头224,自适应调节压头224顶紧叶片型面;
[0029]气缸固定支架222包括气缸固定板2221,气缸固定板2221的两端对称固装有支耳2222,夹紧气缸223由两个支耳2222支撑,气缸固定板2221设有中心销孔2223,中心销孔2223的两侧对称设置有弧形通槽2224,气缸固定板2221与气缸固定座221之间由第一销轴通过中心销孔2223可转动连接,并且气缸固定板2221与气缸固定座221之间由第一紧定螺栓通过弧形槽2224紧固定位(第一销轴、第一紧定螺栓在附图中未示出);夹紧气缸223由气缸手动阀225来控制充放气工作,从而实现各夹紧气缸223对叶片型面的夹紧与松开。
[0030]气缸固定座221上自上而下依次设有至少两排安装孔2211,本实施例中气缸固定座221上设有四排安装孔2211,每一排均设有三个安装孔2211,其中每一排安装孔中的中央安装孔用于气缸固定座221与气缸固定板2221之间由第一销轴进行可转动连接,两侧的安装孔用于通过第一紧定螺栓、弧形槽2224将气缸固定座221与气缸固定板2221之间的紧固定位,从而能够实现气缸固定支架222及安装于气缸固定支架222上的夹紧气缸223在Y向上位置的调节以及夹紧气缸223角度的调节,提高其对叶片熔覆区型面的更加有效的抱紧。
[0031]自适应调节压头224包括撑杆2241和支撑钢球2243,撑杆2241的前端设有球面凹槽22411,支撑钢球2243放置于球面凹槽22411内,撑杆2241的后端与夹紧气缸223的导杆连接固定,撑杆2241前端的外部罩有端盖2242,端盖2242将支撑钢球2243限位于球面凹槽22411内;支撑钢球2243设有压紧平面22431,自适应调节压头224在夹紧气缸223的作用下压紧叶片型面时支撑钢球的压紧平面22431与叶片型面接触,由于支撑钢球2243能够在球面凹槽22411内自由转动,从而其对于叶片型面具有自适应性,能进一步保证对叶片型面的可靠夹紧。
[0032]叶根定位压紧结构10包括底板12和底板连接板11,底板连接板11可移动地安装于支架40上,底板12可转动地安装于底板连接板11上,底板12中央设有中心孔121,中心孔121的两侧对称开有水平键槽122,水平键槽12内安装有叶根轴向定位块13,底板12的底部固装有叶根轴向定位座14,叶根轴向定位座14上安装有叶根内背向定位块15,其中叶根内背方向定位块15需针对不同叶片工艺基准到叶根中心的距离进行配套定制,底板12的一侧端面上安装有叶根侧面定位块16;
[0033]底板连接板11的一侧面的上、下端分别设有开口槽111,开口槽的开口侧由滑动盖板17封闭并且滑动盖板17固装于底板连接板11上,支架40的底部支撑杆41、顶部支撑杆42分别贯穿底板连接板的上、下端的开口槽111内,并且支架40的底部支撑杆41、顶部支撑杆42分别与各自对应的滑动盖板17之间通过侧向螺栓18顶紧定位,从而整个叶根定位压紧结构能够沿支架40移动调节,从而适应对各种长短叶片的定位压紧。
[0034]底板12由第二销轴19通过中心孔121与底板12连接板可转动连接,底板12上还设置有以中心孔121为圆心的弧形回转槽123,底板12与底板连接板11之间由第二紧定螺栓110通过弧形回转槽123紧固定位。
[0035]下面具体描述一下采用本实用新型可调节夹具装置装夹叶片的过程:先将本实用新型夹具装置的两端和机床连接,叶根内背方向定位块15和叶根定位座14配合使用,从而定位叶根工艺搭子内背方向;然后,移动叶根轴向定位块13在水平键槽122内的位置,使得叶根轴向定位块13定位叶片叶根的轴向缺口 53;叶根侧面定位块16根据叶片叶根宽度调整从而定位叶根侧面;再旋转底板12,使熔覆槽处型面能正对激光头;在支架40上移动底板连接板11,将叶片顶部的中心孔定位于顶尖支架16的顶尖15上,完成叶片的对定装夹;然后调节叶片熔覆区型面抱紧结构20来压紧叶片熔覆槽区域型面,先通过调整支撑板滑块23来带动型面夹紧支撑板21在支架的底部支撑杆41上的位置,使气缸固定座22对应在叶片熔覆槽区域型面,在型面夹紧支撑板21上调整气缸固定座22的位置从而适应气缸的行程,并保证自适应调节压头224能压紧型面,必要时需调整气缸固定支架222在气缸固定座221的高度和旋转角度,使自适应调节压头224能够法向方向压紧型面,自适应调节压头224找到合适的压点位置后,启动气缸手动阀225,气缸带动自适应调节压头224压紧型面,完成对型面的压紧工作。

Claims (10)

1.一种用于汽轮机叶片激光熔覆的可调节夹具装置,其包括支架,所述支架的两端分别安装有叶根定位压紧结构和叶顶顶尖结构,所述叶顶顶尖结构包括顶尖支架与顶尖,所述顶尖支架安装于支架的内侧端面,顶尖安装于顶尖支架,其特征在于:在所述支架上还安装叶片熔覆区型面抱紧结构,所述叶片熔覆区型面抱紧结构包括型面夹紧支撑板和气缸夹紧组件,所述型面夹紧支撑板可移动地安装于所述支架上,所述型面夹紧支撑板上平行开设有至少两条相互平行的沿X向通长延伸的键槽,所述气缸夹紧组件成对相向设置于所述键槽内,从而每一对气缸夹紧组件从叶片内弧、背弧侧将叶片熔覆区型面抱紧。
2.根据权利要求1所述的一种用于汽轮机叶片激光熔覆的可调节夹具装置,其特征在于:所述支架的底部支撑杆上套装有支撑板滑动块,所述支撑板滑动块与所述型面夹紧支撑板连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于汽轮机叶片激光熔覆的可调节夹具装置,其特征在于:所述气缸夹紧组件包括气缸固定座、气缸固定支架和夹紧气缸,所述气缸固定座安装于所述键槽内,所述气缸固定支架可转动地安装于所述气缸固定座的上部,所述夹紧气缸的导杆前端安装有自适应调节压头,所述自适应调节压头顶紧叶片型面。
4.根据权利要求3所述的一种用于汽轮机叶片激光熔覆的可调节夹具装置,其特征在于:所述气缸固定支架包括气缸固定板,所述气缸固定板的两端对称固装有支耳,所述夹紧气缸由两个所述支耳支撑,所述气缸固定板设有中心销孔,所述中心销孔的两侧对称设置有弧形通槽,所述气缸固定板与所述气缸固定座之间由第一销轴通过所述中心销孔可转动连接,并且所述气缸固定板与所述气缸固定座之间由第一紧定螺栓通过所述弧形槽紧固定位。
5.根据权利要求4所述的一种用于汽轮机叶片激光熔覆的可调节夹具装置,其特征在于:所述气缸固定座上自上而下依次设有至少两排安装孔,每一排所述安装孔均为三个,其中每一排所述安装孔中的中央安装孔用于所述气缸固定座与气缸固定板之间由所述第一销轴进行可转动连接,两侧的安装孔用于通过第一紧定螺栓、弧形槽将所述气缸固定座与气缸固定板之间的紧固定位。
6.根据权利要求3所述的一种用于汽轮机叶片激光熔覆的可调节夹具装置,其特征在于:所述自适应调节压头包括撑杆和支撑钢球,所述撑杆的前端设有球面凹槽,所述支撑钢球放置于所述球面凹槽内,所述撑杆的后端与所述夹紧气缸的导杆连接固定,所述撑杆前端的外部罩有端盖,所述端盖将所述支撑钢球限位于所述球面凹槽内。
7.根据权利要求6所述的一种用于汽轮机叶片激光熔覆的可调节夹具装置,其特征在于:所述支撑钢球设有压紧平面,所述自适应调节压头在夹紧气缸作用下压紧叶片型面时所述支撑钢球的压紧平面与叶片型面接触。
8.根据权利要求1所述的一种用于汽轮机叶片激光熔覆的可调节夹具装置,其特征在于:所述叶根定位压紧结构包括底板和底板连接板,所述底板连接板可移动地安装于所述支架上,所述底板可转动地安装于所述底板连接板上,所述底板中央设有中心孔,所述中心孔的两侧对称开有水平键槽,所述水平键槽内安装有叶根轴向定位块,所述底板的底部固装有叶根轴向定位座,所述叶根轴向定位座上安装有叶根内背向定位块,所述底板的一侧端面上安装有叶根侧面定位。
9.根据权利要求8所述的一种用于汽轮机叶片激光熔覆的可调节夹具装置,其特征在于:所述底板连接板的一侧面的上、下端分别设有开口槽,所述开口槽的开口侧由滑动盖板封闭并且所述滑动盖板固装于所述底板连接板上,所述支架的底部支撑杆、顶部支撑杆分别贯穿所述底板连接板的上、下端的开口槽内,并且所述支架的底部支撑杆、顶部支撑杆分别与各自对应的滑动盖板之间通过侧向螺栓顶紧定位块。
10.根据权利要求9所述的一种用于汽轮机叶片激光熔覆的可调节夹具装置,其特征在于:所述底板由第二销轴通过所述中心孔与所述底板连接板可转动连接,所述底板上还设置有以所述中心孔为圆心的弧形回转槽,所述底板与底板连接板之间由第二紧定螺栓通过所述弧形回转槽紧固定位。
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